人類基因組計劃研究進展

人類基因組計劃研究進展一、概述人類基因組計劃（HumanGenomeProject，簡稱HGP）自1990年啟動以來，一直引領(lǐng)著生命科學(xué)領(lǐng)域的研究潮流。該計劃旨在揭示人類基因組的完整序列，理解基因的功能與調(diào)控機制，從而為人類健康和疾病研究提供重要的科學(xué)基礎(chǔ)。經(jīng)過多年的深入研究，人類基因組計劃已經(jīng)取得了令人矚目的進展，為我們理解生命的奧秘和疾病的發(fā)病機理提供了全新的視角。人類基因組計劃的研究范圍廣泛，涉及基因測序、基因功能分析、基因組印記、基因表達(dá)譜等多個方面。在基因測序方面，隨著測序技術(shù)的不斷進步，我們已經(jīng)能夠以前所未有的速度和精度測定人類基因組的序列。同時，基因功能分析的研究也在不斷深入，通過基因表達(dá)調(diào)控、基因組印記等手段，我們可以更加深入地理解基因在生命活動中的作用和意義。人類基因組計劃的研究成果還為新藥的發(fā)現(xiàn)和開發(fā)提供了重要的支持。通過對基因與藥物作用機制的深入研究，我們可以設(shè)計出更具有針對性的藥物，提高治療效果并減少副作用。同時，人類基因組計劃也為精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的發(fā)展提供了重要基礎(chǔ)，通過對個體基因組的深入分析，我們可以為個體提供更加精準(zhǔn)的預(yù)防和治療方案。人類基因組計劃作為生命科學(xué)領(lǐng)域的重要研究項目，已經(jīng)取得了顯著的進展。隨著研究的不斷深入，我們相信未來人類基因組計劃將會為人類健康和疾病研究帶來更加重要的突破和貢獻。1.人類基因組計劃的背景與意義在20世紀(jì)末，隨著基因工程和DNA技術(shù)的迅猛發(fā)展，人類科學(xué)界迎來了一項前所未有的挑戰(zhàn)——人類基因組計劃。該計劃源于20世紀(jì)60至70年代分子生物學(xué)家們對人類基因組的初步探索，其中諾貝爾獎得主沃特曼在1971年首次提出了基因組計劃的概念。受限于當(dāng)時的技術(shù)條件，研究進展相對緩慢。直到1990年，基因工程技術(shù)的革命性進步催生了國際人類基因組計劃的正式啟動。該計劃歷時13年，成功完成了人類基因組的測序工作，標(biāo)志著人類科學(xué)正式步入了以基因為中心的研究時代。人類基因組計劃的主要目標(biāo)是全面測序人類基因組，揭示人類基因組的完整框架圖譜，并辨識其載有的基因及其序列。這不僅有助于我們更深入地理解人類自身的遺傳信息，還為醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、環(huán)境、能源等多個領(lǐng)域提供了巨大的研究潛力。從醫(yī)學(xué)角度看，該計劃為疾病的遺傳基礎(chǔ)研究提供了全面、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持，為疾病的預(yù)防、診斷和治療提供了新的思路和方法。人類基因組計劃的意義重大且深遠(yuǎn)。它極大地推動了基礎(chǔ)科學(xué)的發(fā)展，為人類基因組領(lǐng)域提供了豐富的數(shù)據(jù)和理論支持。該計劃促進了生物技術(shù)、醫(yī)藥及計算機行業(yè)的快速發(fā)展，為這些領(lǐng)域提供了新的研究方向和應(yīng)用前景。再者，該計劃對于解決遺傳病問題具有重要意義，為遺傳病的預(yù)防和治療提供了科學(xué)依據(jù)。人類基因組計劃的研究成果對于推動精準(zhǔn)醫(yī)療、個性化醫(yī)學(xué)等新型醫(yī)療模式的發(fā)展具有重要作用，為未來的醫(yī)學(xué)進步開辟了新的道路。人類基因組計劃是人類科學(xué)史上的一項重大工程，它不僅揭示了人類基因組的奧秘，更為人類未來的科學(xué)研究和社會發(fā)展提供了強大的動力和支持。2.基因組計劃的目標(biāo)與任務(wù)人類基因組計劃，作為一場前所未有的科學(xué)探索工程，自其誕生之初便承載著明確的目標(biāo)與任務(wù)。其核心目標(biāo)在于全面解析人類基因組的奧秘，通過確定基因組的序列、結(jié)構(gòu)和功能，進而深入理解生命的本質(zhì)和疾病發(fā)生的機理。具體而言，人類基因組計劃的任務(wù)分為兩大方面。是“讀出”人類基因組的全部序列，即確定組成人類染色體的30億個堿基對的精確排列順序。這是一項浩渺而精細(xì)的工作，需要科學(xué)家們運用高通量測序技術(shù)，逐個堿基地進行測定，從而構(gòu)建出完整的人類基因組圖譜。人類基因組計劃還致力于“讀懂”這些堿基序列所蘊含的生物學(xué)意義。這包括對基因進行編碼，確定每個基因的功能，以及研究基因之間的相互作用和調(diào)控機制。通過深入研究基因的功能，科學(xué)家們能夠揭示人類生長發(fā)育、代謝調(diào)控、疾病發(fā)生等生物過程的分子基礎(chǔ)，為疾病的預(yù)防、診斷和治療提供新的思路和方法。人類基因組計劃還關(guān)注與基因組相關(guān)的倫理、科學(xué)、法律和社會問題。隨著基因組數(shù)據(jù)的不斷積累和應(yīng)用，如何保護個人隱私、防止基因歧視、確保數(shù)據(jù)安全和合規(guī)使用等問題逐漸凸顯。人類基因組計劃也致力于推動相關(guān)政策和法規(guī)的制定和完善，確保基因組學(xué)的健康發(fā)展和社會福祉的提升。人類基因組計劃的目標(biāo)與任務(wù)涵蓋了從基礎(chǔ)科學(xué)研究到實際應(yīng)用的多個層面，旨在為人類健康和社會進步作出重要貢獻。隨著技術(shù)的不斷進步和研究的深入，我們有理由相信，人類基因組計劃將為我們揭示更多生命的奧秘，為人類的未來發(fā)展開辟新的道路。3.基因組計劃的歷史發(fā)展脈絡(luò)人類基因組計劃的歷史發(fā)展脈絡(luò)可謂波瀾壯闊，它標(biāo)志著人類對自身遺傳奧秘的探索進入了一個全新的時代。早在19世紀(jì)末，科學(xué)家們就開始對基因的存在和功能進行探索，他們通過觀察遺傳病的家庭模式，發(fā)現(xiàn)了基因缺陷與疾病之間的緊密聯(lián)系，從而奠定了基因研究的基礎(chǔ)。進入20世紀(jì)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，基因研究逐漸從個別基因的功能探索轉(zhuǎn)向了對基因組的初步理解。科學(xué)家們開始關(guān)注DNA的化學(xué)結(jié)構(gòu)、基因組的大小以及DNA在細(xì)胞分裂時的復(fù)制過程。在50年代初，科學(xué)家揭示了DNA是由四種不同的堿基組成的，這一發(fā)現(xiàn)為人類基因組研究奠定了基石。隨后，科學(xué)家們建立了DNA雙螺旋模型，并利用光晶體學(xué)等先進技術(shù)，進一步揭示了人類基因組的結(jié)構(gòu)和組成。真正推動基因組研究取得突破性進展的是20世紀(jì)末期啟動的人類基因組計劃。這一宏大的科學(xué)探索工程旨在測定人類染色體中所包含的30億個堿基對組成的核苷酸序列，繪制人類基因組圖譜，并辨識其載有的基因及其序列。人類基因組計劃由美國科學(xué)家于1985年率先提出，并于1990年正式啟動，吸引了全球眾多科學(xué)家和組織的參與。在人類基因組計劃的推動下，科學(xué)家們通過國際合作和共同努力，不斷突破技術(shù)難關(guān)，加速了基因組測序的進程。2000年，人類基因組工作草圖的完成被譽為生物學(xué)領(lǐng)域最重大的事件之一，它標(biāo)志著人類對自身遺傳信息的理解邁入了全新的階段。隨后，隨著技術(shù)的不斷進步和數(shù)據(jù)的不斷積累，人類對基因組的認(rèn)識也越來越深入，為疾病診斷、治療以及個性化醫(yī)療等領(lǐng)域的發(fā)展提供了強大的支持?；仡櫲祟惢蚪M計劃的歷史發(fā)展脈絡(luò)，我們可以看到人類對自身遺傳奧秘的探索從未停止。從最初的基因功能探索到對基因組的初步理解，再到人類基因組計劃的實施和完成，每一步都凝聚著科學(xué)家們的智慧和汗水。未來，隨著技術(shù)的不斷進步和研究的深入，我們有理由相信，人類基因組計劃將為人類健康事業(yè)和生命科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展帶來更多的突破和貢獻。二、人類基因組計劃的技術(shù)進展在人類基因組計劃的實施過程中，技術(shù)進展起到了至關(guān)重要的作用。這些技術(shù)進步不僅加速了測序工作的速度，提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，還極大地擴展了我們對人類基因組的理解。高通量測序技術(shù)（Highthroughputsequencing）的出現(xiàn)和不斷完善，極大地推動了人類基因組計劃的進程。這種技術(shù)能夠在短時間內(nèi)對大量DNA片段進行測序，從而極大地提高了測序效率。通過高通量測序，科學(xué)家們能夠在短時間內(nèi)獲取到海量的基因組數(shù)據(jù)，為后續(xù)的基因分析和功能研究提供了堅實的基礎(chǔ)。生物信息學(xué)的發(fā)展也為人類基因組計劃提供了強大的支持。生物信息學(xué)利用計算機技術(shù)和統(tǒng)計學(xué)方法，對基因組數(shù)據(jù)進行處理和分析，從而揭示出基因的結(jié)構(gòu)、功能和相互作用關(guān)系。隨著生物信息學(xué)技術(shù)的不斷進步，科學(xué)家們能夠更加精確地識別出基因序列中的變異和突變，進而研究這些變異對個體表型和疾病發(fā)生的影響。基因編輯技術(shù)也為人類基因組計劃的研究提供了新的手段。例如，CRISPRCas9等基因編輯技術(shù)能夠在細(xì)胞水平上對特定基因進行精確修飾和改造，從而實現(xiàn)對基因功能的直接驗證和干預(yù)。這些技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，為人類基因組計劃的深入研究提供了新的可能性。單細(xì)胞測序技術(shù)的發(fā)展也為人類基因組計劃帶來了革命性的變革。通過單細(xì)胞測序，科學(xué)家們能夠獲取到單個細(xì)胞的基因組信息，從而揭示出細(xì)胞之間的異質(zhì)性和動態(tài)變化過程。這對于研究細(xì)胞發(fā)育、疾病發(fā)生和藥物治療等領(lǐng)域具有重要意義。人類基因組計劃的技術(shù)進展為我們深入了解人類基因組提供了強大的支持。這些技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，將推動人類基因組計劃的進一步深入，為我們揭示更多關(guān)于人類生命和健康的奧秘。1.測序技術(shù)的創(chuàng)新與突破在人類基因組計劃的研究進展中，測序技術(shù)的創(chuàng)新與突破無疑是其中最關(guān)鍵的一環(huán)。自該計劃啟動以來，測序技術(shù)經(jīng)歷了從第一代到第三代的飛速發(fā)展，極大地推動了我們對人類基因組的深入理解和認(rèn)識。最初，人類基因組計劃采用的是第一代測序技術(shù)，即Sanger測序法。這種方法雖然準(zhǔn)確度高，但測序通量低、成本高，且耗時較長。隨著技術(shù)的不斷進步，第二代測序技術(shù)應(yīng)運而生，以高通量、低成本、高效率的特點迅速成為主流。Illumina公司的測序平臺更是憑借其高準(zhǔn)確性和高穩(wěn)定性，在基因組測序領(lǐng)域占據(jù)了重要地位。第二代測序技術(shù)仍面臨著一些挑戰(zhàn)，如讀長較短、無法覆蓋基因組的全部區(qū)域等。為了解決這些問題，第三代測序技術(shù)應(yīng)運而生。與前兩代技術(shù)相比，第三代測序技術(shù)具有更長的讀長、更高的準(zhǔn)確度和更低的成本，能夠更全面地揭示基因組的復(fù)雜性和多樣性。近年來，單分子實時測序技術(shù)作為第三代測序技術(shù)的代表，已經(jīng)在人類基因組計劃中發(fā)揮了重要作用。該技術(shù)能夠直接對單個DNA分子進行測序，避免了PCR擴增過程中可能引入的誤差，大大提高了測序的準(zhǔn)確性。同時，其高通量的特點也使得大規(guī)?；蚪M測序變得更加容易和高效。除了測序技術(shù)的創(chuàng)新，數(shù)據(jù)處理和分析方法也在不斷進步。隨著大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)的發(fā)展，研究人員能夠更快速地處理和分析海量的基因組數(shù)據(jù)，從中挖掘出更多有價值的信息。測序技術(shù)的創(chuàng)新與突破為人類基因組計劃的研究提供了強大的技術(shù)支撐，使得我們能夠更深入地了解人類基因組的奧秘，為未來的醫(yī)學(xué)研究和疾病治療奠定堅實的基礎(chǔ)。2.數(shù)據(jù)處理與分析方法的提升隨著人類基因組計劃（HumanGenomeProject，HGP）的深入進行，數(shù)據(jù)處理與分析方法得到了顯著的提升。這些提升不僅體現(xiàn)在計算能力的提升上，更體現(xiàn)在數(shù)據(jù)處理和分析方法的創(chuàng)新上，使得研究人員能夠更高效地解讀海量的基因組數(shù)據(jù)，進一步推動了基因組學(xué)及相關(guān)領(lǐng)域的研究進展。在計算能力方面，隨著高性能計算機和云計算技術(shù)的快速發(fā)展，人類基因組數(shù)據(jù)的處理速度得到了極大的提升。這些強大的計算能力使得研究人員能夠同時處理和分析大量的基因組數(shù)據(jù)，大大提高了研究效率。機器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等人工智能技術(shù)的引入，也為基因組數(shù)據(jù)的分析提供了新的工具和手段。在數(shù)據(jù)處理和分析方法的創(chuàng)新上，研究人員開發(fā)了一系列新的算法和工具，用于識別基因組的變異、分析基因的功能和調(diào)控機制等。例如，基于序列比對的算法能夠準(zhǔn)確識別出基因組中的單核苷酸變異（SNP）和插入刪除變異（INDEL），為后續(xù)的基因功能研究提供了重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。同時，基于表達(dá)譜數(shù)據(jù)的分析方法，能夠揭示基因在不同組織、不同發(fā)育階段以及不同生理狀態(tài)下的表達(dá)模式，為理解基因的功能和調(diào)控機制提供了重要的線索。隨著多組學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，研究人員能夠同時獲取基因組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白組等多層次的生物信息數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)分析，能夠更全面地揭示生物體的復(fù)雜機制。例如，整合基因組學(xué)和表觀遺傳學(xué)的數(shù)據(jù)，可以揭示基因表達(dá)調(diào)控的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)整合基因組學(xué)和代謝組學(xué)的數(shù)據(jù)，可以揭示代謝途徑與基因之間的相互作用關(guān)系。數(shù)據(jù)處理與分析方法的提升為人類基因組計劃的研究進展提供了強大的支持。隨著技術(shù)的不斷進步和方法的不斷創(chuàng)新，相信未來我們在基因組學(xué)及相關(guān)領(lǐng)域的研究將取得更加深入的進展和突破。三、人類基因組計劃的主要成果人類基因組計劃自1990年啟動以來，經(jīng)過全球科研人員的共同努力，取得了一系列令人矚目的成果。這些成果不僅推動了生命科學(xué)領(lǐng)域的飛速發(fā)展，也為人類健康事業(yè)帶來了深遠(yuǎn)的影響。人類基因組計劃成功完成了人類基因組的測序工作。通過高精度的測序技術(shù)，科學(xué)家們揭示了人類基因組的完整序列，包括所有基因和調(diào)控元件的位置和序列信息。這一成果的取得，為后續(xù)的基因功能研究和疾病關(guān)聯(lián)分析提供了堅實的基礎(chǔ)。人類基因組計劃揭示了人類基因的多樣性和復(fù)雜性。人類基因組中存在大量的基因變異，這些變異與人類的表型差異、疾病易感性以及藥物反應(yīng)等方面密切相關(guān)。通過比較不同人群的基因組序列，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了許多與特定疾病相關(guān)的基因變異，為疾病的診斷和治療提供了新的思路和方法。人類基因組計劃還推動了基因組學(xué)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用?；诨蚪M數(shù)據(jù)，科學(xué)家們能夠更準(zhǔn)確地預(yù)測個體的疾病風(fēng)險、制定個性化的治療方案以及評估藥物療效。這些應(yīng)用不僅提高了醫(yī)療服務(wù)的精準(zhǔn)性和效率，也為患者帶來了更好的治療體驗和預(yù)后效果。人類基因組計劃還促進了生物技術(shù)和醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。隨著基因組數(shù)據(jù)的不斷積累和分析技術(shù)的不斷進步，越來越多的生物技術(shù)和醫(yī)藥企業(yè)開始利用基因組數(shù)據(jù)進行藥物研發(fā)、疾病診斷和治療等方面的創(chuàng)新。這些創(chuàng)新不僅推動了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，也為人類健康事業(yè)帶來了更多的可能性。人類基因組計劃的主要成果涵蓋了基因組測序、基因多樣性研究、醫(yī)學(xué)應(yīng)用以及生物技術(shù)和醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展等多個方面。這些成果的取得不僅推動了生命科學(xué)領(lǐng)域的進步，也為人類健康事業(yè)帶來了深遠(yuǎn)的影響和巨大的潛力。1.人類基因組的完整圖譜揭示在人類基因組計劃（HumanGenomeProject，HGP）的引領(lǐng)下，科學(xué)家們經(jīng)過數(shù)十年的不懈努力，終于完成了人類基因組的完整圖譜揭示，這是人類科學(xué)史上的一大里程碑。人類基因組圖譜的完成，不僅意味著我們擁有了一份詳盡的人類基因目錄，更重要的是，它為我們揭示了生命的奧秘，揭示了人類基因與疾病、健康、進化之間的深刻聯(lián)系。這份圖譜涵蓋了人類所有的DNA序列，包括大約1萬個基因，它們分片段組合，通常被分成46束，稱為染色體。通過這份圖譜，科學(xué)家們得以深入研究基因的功能、調(diào)控機制以及基因與基因之間的相互作用，從而進一步理解人類生命的本質(zhì)。同時，這也為疾病的研究和治療提供了新的視角和思路。例如，科學(xué)家們可以通過比較正常人與疾病患者的基因組差異，發(fā)現(xiàn)與疾病相關(guān)的基因變異，進而研發(fā)出針對這些變異的精準(zhǔn)治療方法。人類基因組圖譜的完成也為生物進化研究提供了有力的工具。通過比較不同物種的基因組，我們可以了解它們之間的親緣關(guān)系、進化歷程以及適應(yīng)環(huán)境的機制。這對于我們理解生命的起源、演化以及多樣性具有重要意義。人類基因組圖譜的揭示只是人類基因組研究的一個起點。隨著技術(shù)的不斷進步和研究的深入，我們相信未來還會有更多的發(fā)現(xiàn)和突破。這些發(fā)現(xiàn)和突破不僅將推動生命科學(xué)的發(fā)展，更將為人類的健康和福祉帶來深遠(yuǎn)的影響。2.遺傳性疾病的研究與治療進展在人類基因組計劃（HumanGenomeProject,HGP）的推動下，遺傳性疾病的研究與治療取得了顯著的進展。隨著人類基因組全序列的公布，科學(xué)家們對基因和遺傳性疾病之間的關(guān)系有了更深入的理解。這一理解不僅為遺傳性疾病的研究提供了新的視角，也為開發(fā)新型治療方法奠定了基礎(chǔ)。一方面，基因診斷在遺傳性疾病的研究中發(fā)揮著越來越重要的作用。基因診斷技術(shù)能夠準(zhǔn)確地檢測出導(dǎo)致遺傳性疾病的基因突變，從而為疾病的早期發(fā)現(xiàn)和治療提供了可能。例如，囊性纖維化、鐮狀細(xì)胞貧血等單基因遺傳疾病的基因診斷技術(shù)已經(jīng)非常成熟，這使得醫(yī)生能夠為患者制定更加精確的治療方案。另一方面，基因治療也為遺傳性疾病的治療開辟了新的途徑?；蛑委熓侵竿ㄟ^修改或替換病變基因來治愈疾病的方法。近年來，隨著基因編輯技術(shù)的不斷發(fā)展，如CRISPRCas9等基因編輯工具的出現(xiàn)，使得基因治療在遺傳性疾病的治療中取得了突破性的進展。例如，一些罕見遺傳性疾病如亨廷頓氏病、杜氏肌營養(yǎng)不良癥等，通過基因治療的方法已經(jīng)取得了顯著的療效。隨著人類基因組計劃的深入，科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)了許多與復(fù)雜性疾病如心臟病、糖尿病等相關(guān)的基因。這些發(fā)現(xiàn)為復(fù)雜性疾病的研究提供了新的線索，也為開發(fā)新型治療方法提供了新的思路。例如，通過對糖尿病相關(guān)基因的研究，科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一些與胰島素抵抗和胰島素分泌相關(guān)的基因，這為開發(fā)新型糖尿病治療藥物提供了理論基礎(chǔ)。人類基因組計劃的完成推動了遺傳性疾病的研究與治療取得了顯著的進展?；蛟\斷技術(shù)的發(fā)展使得疾病的早期發(fā)現(xiàn)和治療成為可能基因治療的出現(xiàn)為遺傳性疾病的治療提供了新的途徑而對復(fù)雜性疾病相關(guān)基因的研究則為開發(fā)新型治療方法提供了新的思路。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，相信未來遺傳性疾病的研究與治療將會取得更加顯著的成果。3.人類遺傳多樣性的認(rèn)識與利用人類遺傳多樣性是人類基因組計劃研究的核心內(nèi)容之一。通過對全球范圍內(nèi)不同人群的基因組進行深入分析，科學(xué)家們已經(jīng)揭示出人類遺傳多樣性的豐富性和復(fù)雜性。這種多樣性不僅體現(xiàn)在單個基因的差異上，更體現(xiàn)在基因組層面的復(fù)雜變異。隨著人類基因組計劃的推進，我們對人類遺傳多樣性的認(rèn)識也在不斷加深。科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，人類遺傳多樣性對于理解人類進化歷程、探索疾病發(fā)生機制以及開發(fā)個性化治療方案具有重要意義。例如，通過對不同人群的基因組進行比較分析，我們可以發(fā)現(xiàn)某些基因變異與特定疾病的發(fā)生風(fēng)險密切相關(guān)。這些發(fā)現(xiàn)為疾病的早期預(yù)防、診斷和治療提供了新的思路和方法。同時，人類遺傳多樣性的利用也取得了顯著進展。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，個性化醫(yī)療已經(jīng)成為可能。通過檢測個體的基因組信息，醫(yī)生可以為患者制定更加精準(zhǔn)的治療方案，提高治療效果并減少副作用。人類遺傳多樣性還為藥物研發(fā)提供了新的方向?？茖W(xué)家們可以通過研究不同人群的基因變異，篩選出對特定藥物敏感的人群，從而加速藥物的研發(fā)進程。人類遺傳多樣性的利用也面臨著一些挑戰(zhàn)和問題。例如，如何保護個人隱私和防止基因歧視等問題亟待解決。對于基因組數(shù)據(jù)的解讀和利用也需要更加謹(jǐn)慎和科學(xué)的方法。未來我們需要進一步加強人類遺傳多樣性的研究，提高對其的認(rèn)識和利用水平，同時加強倫理和法律規(guī)范的制定和執(zhí)行，以確保人類遺傳多樣性的研究和利用能夠在合法、公正和可持續(xù)的基礎(chǔ)上進行。四、人類基因組計劃的挑戰(zhàn)與展望隨著人類基因組計劃的深入推進，我們已取得了令人矚目的成果，但同時也面臨著諸多挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)不僅涉及技術(shù)層面，還涉及到倫理、隱私保護以及數(shù)據(jù)解讀等多個方面。在技術(shù)層面，盡管測序技術(shù)已取得了長足進步，但現(xiàn)有的技術(shù)仍難以完全準(zhǔn)確地解析人類基因組的所有細(xì)節(jié)?；蚪M的復(fù)雜性、多樣性和動態(tài)性使得測序過程中難免會出現(xiàn)誤差和遺漏。對于基因變異的功能和影響的解析也仍是一個巨大的挑戰(zhàn)。這需要更為精準(zhǔn)的測序技術(shù)、更高效的算法以及更全面的數(shù)據(jù)庫支持。倫理和隱私保護問題也是人類基因組計劃面臨的重要挑戰(zhàn)。隨著基因數(shù)據(jù)的不斷積累和應(yīng)用，如何確保這些數(shù)據(jù)的安全性和隱私性成為了一個亟待解決的問題?；驍?shù)據(jù)作為個人的敏感信息，一旦被泄露或濫用，將可能給個人帶來嚴(yán)重的后果。建立嚴(yán)格的基因數(shù)據(jù)管理制度和隱私保護機制是至關(guān)重要的?；驍?shù)據(jù)的解讀和應(yīng)用也是人類基因組計劃面臨的一個挑戰(zhàn)。盡管我們已經(jīng)獲得了大量的基因數(shù)據(jù)，但如何有效地利用這些數(shù)據(jù)來推動生命科學(xué)研究和醫(yī)學(xué)進步仍是一個難題?；驍?shù)據(jù)的復(fù)雜性和不確定性使得其解讀和應(yīng)用變得異常困難。我們需要加強跨學(xué)科合作，結(jié)合多種技術(shù)手段和方法來深入挖掘基因數(shù)據(jù)的潛在價值。展望未來，人類基因組計劃將繼續(xù)推動生命科學(xué)研究和醫(yī)學(xué)進步的發(fā)展。隨著技術(shù)的不斷進步和數(shù)據(jù)的不斷積累，我們將能夠更深入地了解人類基因組的奧秘，為精準(zhǔn)醫(yī)療、個性化治療等領(lǐng)域的發(fā)展提供更為堅實的基礎(chǔ)。同時，我們也需要關(guān)注并解決在推進過程中所面臨的挑戰(zhàn)和問題，確保人類基因組計劃的健康、可持續(xù)發(fā)展。1.隱私與倫理問題的關(guān)注與應(yīng)對在人類基因組計劃的研究進展中，隱私與倫理問題一直是備受關(guān)注的焦點。隨著基因數(shù)據(jù)的不斷積累和解析，如何保護個人隱私、避免歧視和濫用，以及確保研究的公正性和透明性，成為了亟待解決的問題。隱私保護是基因組研究中的核心議題。由于基因數(shù)據(jù)具有極高的個人識別性和敏感性，任何泄露或濫用都可能對個體造成不可逆的傷害。研究機構(gòu)和科研人員必須嚴(yán)格遵守相關(guān)法律法規(guī)，確保基因數(shù)據(jù)的安全存儲和傳輸。同時，通過數(shù)據(jù)加密、匿名化處理等技術(shù)手段，進一步降低數(shù)據(jù)泄露的風(fēng)險。倫理問題也是基因組研究中不可忽視的方面。在采集和使用基因數(shù)據(jù)的過程中，必須尊重個體的知情權(quán)和自主權(quán)，確保他們充分了解研究的目的、方法和可能的風(fēng)險，并自愿參與研究。研究人員還應(yīng)關(guān)注基因數(shù)據(jù)的公平使用和分配，避免因種族、性別等因素導(dǎo)致的歧視和偏見。為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，研究機構(gòu)和政府部門需要共同努力。一方面，加強法規(guī)建設(shè)，完善基因數(shù)據(jù)保護的法律體系，為研究者提供明確的指導(dǎo)和約束。另一方面，推動倫理審查機制的建設(shè)和完善，確保研究活動的合規(guī)性和道德性。加強公眾教育和溝通也是至關(guān)重要的，通過普及基因知識、解釋研究意義等方式，提高公眾對基因組研究的認(rèn)知度和接受度。隱私與倫理問題是人類基因組計劃研究進展中不可忽視的重要方面。通過加強法規(guī)建設(shè)、推動倫理審查、加強公眾教育等措施，我們可以更好地保護個人隱私、避免歧視和濫用，推動基因組研究的健康發(fā)展。2.基因組計劃的未來發(fā)展趨勢隨著人類基因組計劃的深入推進，未來該領(lǐng)域?qū)⒊尸F(xiàn)一系列令人期待的發(fā)展趨勢?；蚪M數(shù)據(jù)的收集與分析將變得更加精準(zhǔn)和高效。隨著新一代測序技術(shù)的不斷革新，我們能夠以更低的成本、更高的速度獲取更精確的基因組數(shù)據(jù)。這將為科研人員提供更豐富的研究材料，推動基因組學(xué)研究的快速發(fā)展?；蚪M計劃的未來發(fā)展方向?qū)⒏幼⒅嘏c其他學(xué)科的交叉融合。例如，基因組學(xué)與醫(yī)學(xué)、生物信息學(xué)、藥物研發(fā)等領(lǐng)域的結(jié)合將產(chǎn)生更多創(chuàng)新性的研究成果。這些交叉研究將有助于我們更深入地理解人類生命的奧秘，為疾病的預(yù)防、診斷和治療提供更有效的手段。基因組計劃的未來發(fā)展還將關(guān)注倫理、法律和社會問題。隨著基因組數(shù)據(jù)的日益豐富，如何保護個人隱私、防止數(shù)據(jù)濫用以及確保研究結(jié)果的公正性將成為重要的議題。未來基因組計劃的研究者需要與相關(guān)領(lǐng)域的專家合作，共同制定和完善相關(guān)的倫理和法律規(guī)范，確保基因組研究能夠造福人類并避免潛在的風(fēng)險?；蚪M計劃的未來發(fā)展還將拓展到更廣泛的領(lǐng)域。除了人類基因組外，其他物種的基因組研究也將成為重要的研究方向。這將有助于我們更全面地了解生命的多樣性和復(fù)雜性，為生物多樣性保護、生態(tài)農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域提供有力的支持。人類基因組計劃的未來發(fā)展將呈現(xiàn)出精準(zhǔn)化、交叉融合、關(guān)注倫理法律以及拓展研究領(lǐng)域等趨勢。我們期待這些趨勢能夠推動基因組學(xué)研究不斷取得新的突破，為人類健康和社會發(fā)展做出更大的貢獻。五、結(jié)論人類基因組計劃，作為自然科學(xué)史上的“三大計劃”之一，自1990年啟動以來，已經(jīng)取得了令人矚目的成就。通過對人類基因組的深入探索和研究，我們不僅成功揭示了人類基因組的序列，也為生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)和其他相關(guān)領(lǐng)域帶來了前所未有的機遇和挑戰(zhàn)。作為研究生命科學(xué)的核心項目，人類基因組計劃的成功不僅在于其科學(xué)價值，更在于其對人類社會的深遠(yuǎn)影響。它為我們提供了一個全新的視角來審視自身，幫助我們更好地理解生命的本質(zhì)和奧秘。同時，通過對人類基因組的深入研究，我們也為預(yù)防和治療疾病提供了新的思路和方法，為人類的健康事業(yè)做出了巨大貢獻。人類基因組計劃的完成并不意味著我們的探索之路就此結(jié)束。相反，這只是我們理解生命奧秘的起點。隨著后基因組時代的到來，我們需要進一步深入研究基因的功能和調(diào)控機制，以更好地揭示生命的復(fù)雜性和多樣性。人類基因組計劃是一項具有劃時代意義的科學(xué)研究項目。它不僅為我們提供了寶貴的數(shù)據(jù)和資源，也為我們打開了一扇通向未知世界的大門。在未來，我們將繼續(xù)深化對人類基因組的研究，為人類的健康和發(fā)展做出更大的貢獻。1.人類基因組計劃對人類健康與醫(yī)學(xué)研究的深遠(yuǎn)影響在人類健康與醫(yī)學(xué)研究方面，人類基因組計劃所帶來的深遠(yuǎn)影響無疑是革命性的。通過深入探索人類基因組的奧秘，我們得以更加精準(zhǔn)地理解生命的本質(zhì)和人類疾病的根源，從而為疾病的預(yù)防、診斷和治療提供了全新的視角和方法。人類基因組計劃為醫(yī)學(xué)界提供了海量的基因數(shù)據(jù)資源。通過對這些數(shù)據(jù)的分析，我們得以發(fā)現(xiàn)許多與疾病相關(guān)的基因變異和位點，為疾病的早期診斷和預(yù)測提供了依據(jù)。同時，這些基因數(shù)據(jù)也為個性化治療提供了可能，使得醫(yī)生能夠根據(jù)患者的基因特征制定更加精準(zhǔn)的治療方案，從而提高治療效果并降低副作用。人類基因組計劃推動了生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域的快速發(fā)展。基因編輯技術(shù)、基因測序技術(shù)等新興技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，使得我們能夠更加深入地研究基因與疾病之間的關(guān)系，并探索新的治療方法。這些技術(shù)的應(yīng)用不僅拓展了醫(yī)學(xué)研究的邊界，也為人類健康事業(yè)帶來了新的希望。人類基因組計劃還促進了跨學(xué)科的合作與交流。在計劃的實施過程中，生物學(xué)家、醫(yī)學(xué)家、計算機科學(xué)家等多個領(lǐng)域的專家緊密合作，共同攻克了一系列技術(shù)難題。這種跨學(xué)科的合作不僅推動了基因組學(xué)研究的深入發(fā)展，也為其他領(lǐng)域的研究提供了有益的借鑒和啟示。人類基因組計劃對人類健康與醫(yī)學(xué)研究產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。它不僅為我們提供了豐富的基因數(shù)據(jù)資源，推動了新興技術(shù)的發(fā)展，還促進了跨學(xué)科的合作與交流。隨著研究的不斷深入和技術(shù)的不斷進步，相信人類基因組計劃將繼續(xù)為人類健康事業(yè)作出更大的貢獻。2.基因組計劃在全球范圍內(nèi)的合作與共享的重要性人類基因組計劃是一項前所未有的全球性科研合作，它深刻體現(xiàn)了在全球范圍內(nèi)進行合作與共享的重要性。這一計劃的成功并非某一國或某一機構(gòu)所能單獨完成，而是需要全球科研力量的共同協(xié)作與努力。全球范圍內(nèi)的合作有助于加速研究進程。人類基因組計劃涉及的數(shù)據(jù)量龐大且復(fù)雜，需要整合來自世界各地的科研資源和人才。通過國際合作，各國能夠共享數(shù)據(jù)、技術(shù)和經(jīng)驗，從而加快研究的步伐，提高研究的效率。合作與共享有助于實現(xiàn)研究的全面性和準(zhǔn)確性?；蚪M研究涉及到人類多樣性的各個方面，不同地區(qū)的人群具有不同的基因組特征。只有通過全球范圍內(nèi)的合作，才能確保研究的全面性和準(zhǔn)確性，從而更好地理解人類基因組的結(jié)構(gòu)和功能。全球合作與共享還有助于促進科學(xué)知識的普及和應(yīng)用。通過國際合作，各國能夠共同推動基因組學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展，提高公眾對基因科學(xué)的認(rèn)識和理解。同時，合作研究還能夠促進基因技術(shù)在醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、生物技術(shù)等領(lǐng)域的應(yīng)用，為人類社會的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻。人類基因組計劃在全球范圍內(nèi)的合作與共享具有極其重要的意義。它不僅推動了科學(xué)研究的進步，也促進了全球范圍內(nèi)的科學(xué)交流和合作，為人類的健康和福祉帶來了深遠(yuǎn)的影響。3.對未來基因組研究的期待與展望在探討人類基因組計劃的研究進展時，我們不得不提及該計劃對未來基因組研究的深遠(yuǎn)影響與期待。隨著技術(shù)的不斷進步和數(shù)據(jù)的不斷積累，人類基因組計劃的成果正在為未來的基因組學(xué)研究打開一扇扇新的大門。我們期待在精準(zhǔn)醫(yī)療領(lǐng)域取得更大的突破。通過深入研究人類基因組的變異與疾病之間的關(guān)系，我們可以為疾病的早期預(yù)防、診斷和治療提供更加精準(zhǔn)的方案。這將有助于實現(xiàn)個體化治療，提高治療效果，降低副作用，從而改善患者的生活質(zhì)量。我們期望在生物技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更多的創(chuàng)新。人類基因組計劃為我們提供了海量的基因數(shù)據(jù)資源，這些數(shù)據(jù)可以用于開發(fā)新的基因編輯技術(shù)、合成生物學(xué)技術(shù)等。這些技術(shù)的突破將有助于我們更好地理解和利用生命的奧秘，為人類健康和生活質(zhì)量的提升提供有力支持。我們也期待在生物多樣性保護和可持續(xù)發(fā)展方面取得進展。通過比較不同物種的基因組，我們可以揭示生物多樣性的起源和演化規(guī)律，為保護珍稀物種和生態(tài)系統(tǒng)提供科學(xué)依據(jù)。同時，基因組學(xué)的研究也可以幫助我們開發(fā)更加環(huán)保、可持續(xù)的生物資源利用方式，促進人類社會的可持續(xù)發(fā)展。人類基因組計劃的研究成果為我們指明了未來基因組學(xué)研究的方向。我們期待在未來能夠充分利用這些成果，推動基因組學(xué)研究的深入發(fā)展，為人類健康和社會的可持續(xù)發(fā)展作出更大的貢獻。參考資料：人類基因組計劃是20世紀(jì)最具挑戰(zhàn)性的科學(xué)項目之一。它旨在解析人類DNA序列，為全球科研社區(qū)提供寶貴資源，并推動醫(yī)學(xué)、生物學(xué)和進化研究的進步。隨著計劃的成功實施，人類進入了后基因組時代，一個以揭示基因組功能和解析基因疾病機制為主旨的新階段。關(guān)鍵詞：人類基因組計劃、后基因組時代、DNA序列、醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、進化研究在人類基因組計劃實施過程中，科學(xué)家們首先需要解決的是DNA序列的解析問題。他們采用了最先進的測序技術(shù)，結(jié)合計算機科學(xué)、統(tǒng)計學(xué)和生物信息學(xué)的方法，成功構(gòu)建了人類基因組的初步草圖。盡管這個過程耗費了大量時間和資源，但科學(xué)家們從中獲得了寶貴的知識，并為后續(xù)研究提供了基礎(chǔ)。人類基因組計劃的完成只是開始。在后基因組時代，科研人員面臨著更為復(fù)雜的挑戰(zhàn)。例如，對基因變異和基因調(diào)控的研究、對基因組與環(huán)境相互作用的理解、以及如何利用這些知識開發(fā)新的治療方法等。后基因組時代還強調(diào)對大數(shù)據(jù)和人工智能等新技術(shù)的應(yīng)用，以進一步推動基因組研究的進程。醫(yī)學(xué)領(lǐng)域從人類基因組計劃中受益最多。通過對基因組的研究，科學(xué)家們能夠更準(zhǔn)確地診斷和治療疾病。例如，遺傳病和癌癥的診斷和治療就是其中的兩個典型例子。同時，對基因組的深入理解也為藥物的發(fā)現(xiàn)和開發(fā)提供了新的途徑。人類基因組計劃不僅為科學(xué)家們提供了認(rèn)識人類基因組的工具和資源，也開啟了后基因組時代的大門。在未來的日子里，我們有理由相信，隨著科研技術(shù)的不斷進步和對基因組理解的深入，人類將在醫(yī)學(xué)、生物學(xué)和進化研究等領(lǐng)域取得更多的突破性成果。同時，我們也必須意識到，在后基因組時代，我們需要更強大的跨學(xué)科合作，以應(yīng)對新出現(xiàn)的挑戰(zhàn)和機遇。例如，計算機科學(xué)與生物信息學(xué)的結(jié)合對于處理和分析海量的基因組數(shù)據(jù)至關(guān)重要，而生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的研究成果又可以反過來推動計算機科學(xué)和人工智能的發(fā)展。隨著科學(xué)研究越來越強調(diào)人文社科的交叉融合，我們也需要將社會和倫理問題納入到后基因組時代的考慮中。例如，基因編輯技術(shù)的發(fā)展引發(fā)了關(guān)于人類生殖和道德的廣泛討論；基因數(shù)據(jù)的隱私和安全問題也亟待解決。這些問題的解決不僅需要科研人員的努力，也需要政策制定者、倫理學(xué)家和社會大眾的共同參與?；仡櫲祟惢蚪M計劃的歷程和后基因組時代的挑戰(zhàn)與機遇，我們可以看到，這是一個充滿探索和挑戰(zhàn)的時代。在這個時代中，我們相信人類可以攜手共進，勇攀科學(xué)高峰，不斷揭示人類的無盡奧秘。而這一切，都離不開人類基因組計劃的堅實基礎(chǔ)和后基因組時代的持續(xù)探索。我們期待著在未來的日子里，后基因組時代能帶來更多的驚喜和突破，為人類探索未知的旅程增添更多的色彩和深度。人類基因組計劃（英語：HumanGenomeProject,HGP）是一項規(guī)模宏大，跨國跨學(xué)科的科學(xué)探索工程。其宗旨在于測定組成人類染色體（指單倍體）中所包含的30億個堿基對組成的核苷酸序列，從而繪制人類基因組圖譜，并且辨識其載有的基因及其序列，達(dá)到破譯人類遺傳信息的最終目的?！叭祟惢蚪M計劃”在研究人類過程中建立起來的策略、思想與技術(shù)，構(gòu)成了生命科學(xué)領(lǐng)域新的學(xué)科——基因組學(xué)，可以用于研究微生物、植物及其他動物。人類基因組計劃與曼哈頓原子彈計劃和阿波羅計劃并稱為三大科學(xué)計劃，是人類科學(xué)史上的又一個偉大工程，被譽為生命科學(xué)的“登月計劃”。人類基因組計劃由美國科學(xué)家于1985年率先提出，于1990年正式啟動的。美國、英國、法國、德國、日本和中國科學(xué)家共同參與了這一預(yù)算達(dá)30億美元的人類基因組計劃。按照這個計劃的設(shè)想，在2005年，要把人體內(nèi)約5萬個基因的密碼全部解開，同時繪制出人類基因的圖譜。換句話說，就是要揭開組成人體5萬個基因的30億個堿基對的秘密。截止到2003年4月14日，人類基因組計劃的測序工作已經(jīng)完成。2001年人類基因組工作草圖的發(fā)表（由公共基金資助的國際人類基因組計劃和私人企業(yè)塞雷拉基因組公司各自獨立完成，并分別公開發(fā)表）被認(rèn)為是人類基因組計劃成功的里程碑。對人類基因組的研究在70年代已具有一定的雛形，在80年代在許多國家已形成一定規(guī)模。1984年在Utah州的Alta,WhiteRandMendelsonhnM受美國能源部(DOE)的委托主持召開了一個小型專業(yè)會議討論測定人類整個基因組的DNA序列的意義和前景(CookDeeganRM,1989)1985年5月在加州SantaCruz由美國DOE的SinsheimerRL主持的會議上提出了測定人類基因組全序列的動議，形成了美國能源部的“人類基因組計劃”草案。1986年3月，在新墨西哥州的SantaFe討論了這一計劃的可行性，隨后DOE宣布實施這一計劃。1986年，諾貝爾獎得主杜爾貝科（R.Dulbecco）在《科學(xué)》（Science）周刊撰文回顧腫瘤研究的進展，指出要么依舊采用“零敲碎打”的策略，要么從整體上研究和分析人類基因組。文中指出：如果我們想更多地了解腫瘤，我們必須關(guān)注細(xì)胞的基因組。……從哪個物種著手努力？如果我們想理解人類腫瘤，那就應(yīng)從人類開始?！祟惸[瘤研究將因?qū)NA的詳細(xì)知識而得到巨大推動?！?986年遺傳學(xué)家McKusickV提出從整個基因組的層次研究遺傳的科學(xué)稱為“基因組學(xué)”1987年初，美國能源部和國立衛(wèi)生研究院為HGP下?lián)芰藛咏?jīng)費約550萬美元（全年66億美元）1988年，美國成立了“國家人類基因組研究中心”由WatsonJ出任第一任主任1990年10月1日，經(jīng)美國國會批準(zhǔn)美國HGP正式啟動，總體計劃在15年內(nèi)投入至少30億美元進行人類全基因組的分析。1987年，意大利共和國國家研究委員會開始HGP研究，其特點是技術(shù)多樣（YAC，雜種細(xì)胞，cDNA等）、區(qū)域集中（基本上限于q24-qter區(qū)域）1989年2月英國開始HGP，特點是：帝國癌癥研究基金會與國家醫(yī)學(xué)研究委員會（ICRP-MRC）共同負(fù)責(zé)全國協(xié)調(diào)與資金調(diào)控，劍橋附近的Sanger中心注重首先在線蟲基因組上積累經(jīng)驗，改進大規(guī)模DNA測序技術(shù)；同時建立了YAC庫的篩選與克隆、特異細(xì)胞系、DNA探針、基因組DNA、cDNA文庫、比較生物基因組DNA序列、信息分析等的“英國人類基因組資源中心”?？芍^“資源集中、全國協(xié)調(diào)”。1990年6月法蘭西共和國的HGP啟動?？茖W(xué)研究部委托國家醫(yī)學(xué)科學(xué)院制定HGP，主要特點是注重整體基因組、cDNA和自動化。建立了人類多態(tài)性研究中心（CEPH），在全基因組YAC重疊群、微衛(wèi)星標(biāo)記（遺傳圖）的構(gòu)建以及馳名世界的用作基因組研究的經(jīng)典材料CEPH家系（80個3代多個體家系）方面產(chǎn)生了巨大影響。1990年，美國能源部（DOE）與國立衛(wèi)生研究院（NIH）共同啟動HGP，原定投入30億美元，用15年時間完成該計劃。英、日、法、德等國相繼加入。1995年德意志聯(lián)邦共和國開始HGP，來勢迅猛，先后成立了資源中心和基因掃描定位中心，并開始對21號染色體的大規(guī)模測序工作。1990年6月歐共體通過了“歐洲人類基因組研究計劃”，主要資助23個實驗室重點用于“資源中心”的建立和運轉(zhuǎn)。還有丹麥王國、俄羅斯聯(lián)邦、日本、韓國、澳大利亞等。1994年，中國HGP在吳旻、強伯勤、陳竺、楊煥明的倡導(dǎo)下啟動，最初由國家自然科學(xué)基金會和863高科技計劃的支持下，先后啟動了“中華民族基因組中若干位點基因結(jié)構(gòu)的研究”和“重大疾病相關(guān)基因的定位、克隆、結(jié)構(gòu)和功能研究”，1998年在國家科技部的領(lǐng)導(dǎo)和牽線下，在上海成立了南方基因中心。1998年5月11日，世界上最大的測序儀生產(chǎn)商美國PEBiosystems公司，以其剛研制成功的300臺最新毛細(xì)管自動測序儀（ABI3700）和3億美元資金，成立了CeleraGenomics公司，宣稱要在3年內(nèi)，以所謂的“人類全基因組霰彈法測序策略”完成人類基因組測序，并聲稱要專利200～400個重要基因，并將所有序列信息保密3個月。Celera公司已有雇員300多人，購買了號稱“全球第三”的超大型計算機，號稱擁有了超過全球所有序列組裝解讀力量總和的實力。就在六國共同宣布工作框架圖構(gòu)建完成的同一天，Celera公司宣稱已組裝出了完整的人類遺傳密碼。Celera公司此舉，是對公益性的HGP的競爭與挑戰(zhàn)1998年，組建了中科院遺傳所，1998年在北京成立了北方人類基因組中心。1999年7月在國際人類基因組注冊，得到完成人類3號染色體短臂上一個約30Mb區(qū)域的測序任務(wù)，該區(qū)域約占人類整個基因組的1%。人類基因組計劃（Humangenomeproject）由美國于1987年啟動，中國于1999年9月積極參加到這項研究計劃中的，承擔(dān)其中1%的任務(wù)，即人類3號染色體短臂上約3000萬個堿基對的測序任務(wù)。中國因此成為參加這項研究計劃的唯一的發(fā)展中國家。2000年6月26日，參加人類基因組工程項目的美國、英國、法國、德國、日本和中國的6國科學(xué)家共同宣布，人類基因組草圖的繪制工作已經(jīng)完成。最終完成圖要求測序所用的克隆能忠實地代表常染色體的基因組結(jié)構(gòu)，序列錯誤率低于萬分之一。95%常染色質(zhì)區(qū)域被測序，每個Gap小于150kb。完成圖將于2003年完成，比預(yù)計提前2年。由于人類基因測序和基因?qū)＠赡軙砭薮蟮纳虡I(yè)價值，各國政府和一些企業(yè)都在積極地投入該項研究，如1997年AMGEN公司轉(zhuǎn)讓了一個與中樞神經(jīng)疾病有關(guān)的基因而獲利92億美元。選擇人類的基因組進行研究是因為人類是在“進化”歷程上最高級的生物，對它的研究有助于認(rèn)識自身、掌握生老病死規(guī)律、疾病的診斷和治療、了解生命的起源。測出人類基因組DNA的30億個堿基對的序列，發(fā)現(xiàn)所有人類基因，找出它們在染色體上的位置，破譯人類全部遺傳信息。在人類基因組計劃中，還包括對五種生物基因組的研究：大腸桿菌、酵母、線蟲、果蠅和小鼠，稱之為人類的五種“模式生物”。HGP的目的是解碼生命、了解生命的起源、了解生命體生長發(fā)育的規(guī)律、認(rèn)識種屬之間和個體之間存在差異的起因、認(rèn)識疾病產(chǎn)生的機制以及長壽與衰老等生命現(xiàn)象、為疾病的診治提供科學(xué)依據(jù)。又稱連鎖圖譜（linkagemap），它是以具有遺傳多態(tài)性（在一個遺傳位點上具有一個以上的等位基因，在群體中的出現(xiàn)頻率皆高于1%）的遺傳標(biāo)記為“路標(biāo)”，以遺傳學(xué)距離（在減數(shù)分裂事件中兩個位點之間進行交換、重組的百分率，1%的重組率稱為1cM）為圖距的基因組圖。遺傳圖譜的建立為基因識別和完成基因定位創(chuàng)造了條件。意義：6000多個遺傳標(biāo)記已經(jīng)能夠把人的基因組分成6000多個區(qū)域，使得連鎖分析法可以找到某一致病的或表現(xiàn)型的基因與某一標(biāo)記鄰近（緊密連鎖）的證據(jù)，這樣可把這一基因定位于這一已知區(qū)域，再對基因進行分離和研究。對于疾病而言，找基因和分析基因是個關(guān)鍵。經(jīng)典的遺傳標(biāo)記，例如ABO血型位點標(biāo)記，HLA位點標(biāo)記。70年中后期，限制性片段長度多態(tài)性（RFLP），位點數(shù)目大于105，用限制性內(nèi)切酶特異性切割DNA鏈，由于DNA的一個“點”上的變異所造成的能切與不能切兩種狀況，可產(chǎn)生不同長度的片段（等位片段），可用凝膠電泳顯示多態(tài)性，從片段多態(tài)性的信息與疾病表型間的關(guān)系進行連鎖分析，找到致病基因。如Huntington癥。但每次酶切2-3個片段，信息量有限。1985年，小衛(wèi)星中心（minisatellitecore）、可變串聯(lián)重復(fù)VNTR（variablenumberoftandemrepeats）可提供不同長度的片段，其重復(fù)單位長度為6至12個核苷酸，1989年微衛(wèi)星標(biāo)記（microsatellitemarker）系統(tǒng)被發(fā)現(xiàn)和建立，重復(fù)單位長度為2~6個核苷酸，又稱簡短串聯(lián)重復(fù)（STR）。1996年MIT的LanderES又提出了SNP（singlenucleotidepolymorphysm）的遺傳標(biāo)記系統(tǒng)。對每一核苷酸突變率為10-9，雙等位型標(biāo)記，在人類基因組中可達(dá)到300萬個，平均約每1250個堿基對就會有一個。3~4個相鄰的標(biāo)記構(gòu)成的單倍型（haplotype）就可有8~16種。物理圖譜是指有關(guān)構(gòu)成基因組的全部基因的排列和間距的信息，它是通過對構(gòu)成基因組的DNA分子進行測定而繪制的。繪制物理圖譜的目的是把有關(guān)基因的遺傳信息及其在每條染色體上的相對位置線性而系統(tǒng)地排列出來。DNA物理圖譜是指DNA鏈的限制性酶切片段的排列順序，即酶切片段在DNA鏈上的定位。因限制性內(nèi)切酶在DNA鏈上的切口是以特異序列為基礎(chǔ)的，核苷酸序列不同的DNA，經(jīng)酶切后就會產(chǎn)生不同長度的DNA片段，由此而構(gòu)成獨特的酶切圖譜。DNA物理圖譜是DNA分子結(jié)構(gòu)的特征之一。DNA是很大的分子，由限制酶產(chǎn)生的用于測序反應(yīng)的DNA片段只是其中的極小部分，這些片段在DNA鏈中所處的位置關(guān)系是應(yīng)該首先解決的問題，故DNA物理圖譜是順序測定的基礎(chǔ)，也可理解為指導(dǎo)DNA測序的藍(lán)圖。廣義地說，DNA測序從物理圖譜制作開始，它是測序工作的第一步。制作DNA物理圖譜的方法有多種，這里選擇一種常用的簡便方法──標(biāo)記片段的部分酶解法，來說明圖譜制作原理。選擇合適的限制性內(nèi)切酶將待測DNA鏈（已經(jīng)標(biāo)記放射性同位素）完全降解，降解產(chǎn)物經(jīng)凝膠電泳分離后進行自顯影，獲得的圖譜即為組成該DNA鏈的酶切片段的數(shù)目和大小。以末端標(biāo)記使待測DNA的一條鏈帶上示蹤同位素，然后用上述相同酶部分降解該DNA鏈，即通過控制反應(yīng)條件使DNA鏈上該酶的切口隨機斷裂，而避免所有切口斷裂的完全降解發(fā)生。部分酶解產(chǎn)物同樣進行電泳分離及自顯影。比較上述二步的自顯影圖譜，根據(jù)片段大小及彼此間的差異即可排出酶切片段在DNA鏈上的位置。下面是測定某組蛋白基因DNA物理圖譜的詳細(xì)說明。完整的物理圖譜應(yīng)包括人類基因組的不同載體DNA克隆片段重疊群圖，大片段限制性內(nèi)切酶切點圖，DNA片段或一特異DNA序列（STS）的路標(biāo)圖，以及基因組中廣泛存在的特征型序列（如CpG序列、Alu序列，isochore）等的標(biāo)記圖，人類基因組的細(xì)胞遺傳學(xué)圖（即染色體的區(qū)、帶、亞帶，或以染色體長度的百分率定標(biāo)記），最終在分子水平上與序列圖的統(tǒng)一?；驹硎前妖嫶蟮臒o從下手的DNA先“敲碎”，再拼接。以Mb、kb、bp作為圖距，以DNA探針的STS（sequencetagssite）序列為路標(biāo)。1998年完成了具有52,000個序列標(biāo)簽位點（STS），并覆蓋人類基因組大部分區(qū)域的連續(xù)克隆系的物理圖譜。構(gòu)建物理圖的一個主要內(nèi)容是把含有STS對應(yīng)序列的DNA的克隆片段連接成相互重疊的“片段重疊群（contig）”。用“酵母人工染色體（YAC）作為載體的載有人DNA片段的文庫已包含了構(gòu)建總體覆蓋率為100%、具有高度代表性的片段重疊群”，近幾年來又發(fā)展了可靠性更高的BAC、PAC庫或cosmid庫等。隨著遺傳圖譜和物理圖譜的完成，測序就成為重中之重的工作。DNA序列分析技術(shù)是一個包括制備DNA片段化及堿基分析、DNA信息翻譯的多階段的過程。通過測序得到基因組的序列圖譜。對連續(xù)克隆系中排定的BAC克隆逐個進行亞克隆測序并進行組裝（公共領(lǐng)域測序計劃）。在一定作圖信息基礎(chǔ)上，繞過大片段連續(xù)克隆系的構(gòu)建而直接將基因組分解成小片段隨機測序，利用超級計算機進行組裝（美國Celera公司）。轉(zhuǎn)錄圖譜是在識別基因組所包含的蛋白質(zhì)編碼序列的基礎(chǔ)上繪制的結(jié)合有關(guān)基因序列、位置及表達(dá)模式等信息的圖譜。在人類基因組中鑒別出占具2%~5%長度的全部基因的位置、結(jié)構(gòu)與功能，最主要的方法是通過基因的表達(dá)產(chǎn)物mRNA反追到染色體的位置。所有生物性狀和疾病都是由結(jié)構(gòu)或功能蛋白質(zhì)決定的，而已知的所有蛋白質(zhì)都是由mRNA編碼的，這樣可以把mRNA通過反轉(zhuǎn)錄酶合成cDNA或稱作EST的部分的cDNA片段，也可根據(jù)mRNA的信息人工合成cDNA或cDNA片段，再用這種穩(wěn)定的cDNA或EST作為“探針”進行分子雜交，鑒別出與轉(zhuǎn)錄有關(guān)的基因。用PolyA互補的寡聚T或克隆載體的相關(guān)序列作為引物對mRNA雙端尾側(cè)的幾百個bp進行測序得到EST（表達(dá)序列標(biāo)簽）。2000年6月，EMBL中EST數(shù)量已有4,229,786。在于它能有效地反應(yīng)在正常或受控條件中表達(dá)的全基因的時空圖。通過這張圖可以了解某一基因在不同時間不同組織、不同水平的表達(dá)；也可以了解一種組織中不同時間、不同基因中不同水平的表達(dá)，還可以了解某一特定時間、不同組織中的不同基因不同水平的表達(dá)。人類基因組是一個國際合作項目：表征人類基因組，選擇的模式生物的DNA測序和作圖，發(fā)展基因組研究的新技術(shù)，完善人類基因組研究涉及的倫理、法律和社會問題，培訓(xùn)能利用HGP發(fā)展起來的這些技術(shù)和資源進行生物學(xué)研究的科學(xué)家，促進人類健康。人類疾病相關(guān)的基因是人類基因組中結(jié)構(gòu)和功能完整性至關(guān)重要的信息。對于單基因病，采用“定位克隆”和“定位候選克隆”的全新思路，導(dǎo)致了亨廷頓氏舞蹈癥、遺傳性結(jié)腸癌和乳腺癌等一大批單基因遺傳病致病基因的發(fā)現(xiàn)，為這些疾病的基因診斷和基因治療奠定了基礎(chǔ)。對于心血管疾病、腫瘤、糖尿病、神經(jīng)精神類疾病（老年性癡呆、精神分裂癥）、自身免疫性疾病等多基因疾病是疾病基因研究的重點。健康相關(guān)研究是HGP的重要組成部分，1997年相繼提出：“腫瘤基因組解剖計劃”“環(huán)境基因組學(xué)計劃”。基因診斷、基因治療和基于基因組知識的治療、基于基因組信息的疾病預(yù)防、疾病易感基因的識別、風(fēng)險人群生活方式、環(huán)境因子的干預(yù)。分泌蛋白（多肽激素，生長因子，趨化因子，凝血和抗凝血因子等）及其受體。篩選藥物的靶點：與組合化學(xué)和天然化合物分離技術(shù)結(jié)合，建立高通量的受體、酶結(jié)合試驗以知識為基礎(chǔ)的藥物設(shè)計：基因蛋白產(chǎn)物的高級結(jié)構(gòu)分析、預(yù)測、模擬—藥物作用“口袋”。生物產(chǎn)業(yè)與信息產(chǎn)業(yè)是一個國家的兩大經(jīng)濟支柱；發(fā)現(xiàn)新功能基因的社會和經(jīng)濟效益；轉(zhuǎn)基因食品；轉(zhuǎn)基因藥物（如減肥藥，增高藥）生物的進化史，都刻寫在各基因組的“天書”上；草履蟲是人的親戚——13億年；人是由300～400萬年前的一種猴子進化來的；人類第一次“走出非洲”——200萬年的古猿；人類的“夏娃”來自于非洲，距今20萬年——第二次“走出非洲”？侏羅紀(jì)公園不只是科幻故事；種族選擇性滅絕性生物武器；基因?qū)＠麘?zhàn)；基因資源的掠奪戰(zhàn)；基因與個人隱私。破譯人類遺傳信息，將對生物學(xué)，醫(yī)學(xué)，乃至整個生命科學(xué)產(chǎn)生無法估量的深遠(yuǎn)影響。目前基因組信息的注釋工作仍然處于初級階段。隨著將來對基因組的理解更加深入，新的知識會使醫(yī)學(xué)和生物技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展更為迅速。基于DNA載有的信息在細(xì)胞生命活動中的指導(dǎo)作用，在分子生物學(xué)水平上深入了解疾病的產(chǎn)生過程將大力推動新的療法和新藥的開發(fā)研究。對于癌癥、老年癡呆癥等疾病的病因研究也將會受益于基因組遺傳信息的破解。事實上，在人類基因組計劃完成之前，它的潛在使用價值就已經(jīng)表現(xiàn)出來。大量的企業(yè)，例如巨數(shù)遺傳公司開始提供價格合宜，而且容易使用的基因檢測，其聲稱可以預(yù)測包括乳腺癌、凝血、纖維性囊腫、肝臟疾病在內(nèi)的很多種疾病。人類基因組計劃對許多生物學(xué)研究領(lǐng)域有切實的幫助。例如，當(dāng)科研人員研究一種癌癥時，通過人類基因組計劃所提供的信息，可能會找到某個，或某些相關(guān)基因。如果在互聯(lián)網(wǎng)上訪問由人類基因組信息而建立的各種數(shù)據(jù)庫，可以查詢到其他科學(xué)家相關(guān)的文章，包括基因的DNA，cDNA堿基順序，蛋白質(zhì)立體結(jié)構(gòu)、功能，多態(tài)性，以及和人類其他基因之間的關(guān)系。也可找到和小鼠、酵母、果蠅等對應(yīng)基因的進化關(guān)系，可能存在的突變及相關(guān)的信號傳到機制。人類基因組計劃對與腫瘤相關(guān)的癌基因，腫瘤抑制基因的研究工作，起到了重要的推動作用。分析不同物種的DNA序列的相似性會給生物進化和演變的研究提供更廣闊的路徑。事實上，人類基因組計劃提供的數(shù)據(jù)揭示了許多重要的生物進化史上的里程碑事件。如核糖體的出現(xiàn)，器官的產(chǎn)生，胚胎的發(fā)育，脊柱和免疫系統(tǒng)等都和DNA載有的遺傳信息有密切關(guān)系。人類基因組研究的一個關(guān)鍵應(yīng)用是通過位置克隆尋找未知生物化學(xué)功能的疾病基因。這個方法包括通過患病家族連鎖分析來繪制包含這些基因的染色體區(qū)域圖，然后檢查該區(qū)域來尋找基因。位置克隆是很有用的，但是也是非常乏味的。當(dāng)在1980s早期該方法第一次提出時，希望實現(xiàn)位置克隆的研究者們不得不產(chǎn)生遺傳標(biāo)記來跟蹤遺傳，進行染色體行走得到覆蓋該區(qū)域的基因組DNA，通過直接測序或間接基因識別方法分析大約1Mb大小的區(qū)域。最早的兩個障礙在1990s中期在人類基因組項目的支持下隨著人類染色體的遺傳和物理圖譜的發(fā)展而清除。剩余的障礙仍然是艱難的。所有這些將隨著人類基因組序列草圖的實用性而改變。在公共數(shù)據(jù)庫中的人類基因組序列使得候選基因的計算機快速識別成為可能，隨之進行相關(guān)候選基因的突變檢測，需要在基因結(jié)構(gòu)信息的幫助。對于孟德爾遺傳疾病，一個基因的搜索在一個適當(dāng)大小的研究小組經(jīng)常在幾個月實現(xiàn)。至少30個疾病基因直接依賴公共提供的基因組序列已經(jīng)定位克隆到。因為大多數(shù)人類序列只是在過去的12個月內(nèi)得到，可能許多類似的發(fā)現(xiàn)還沒有出版。有許多案例中，基因組序列發(fā)揮著支持作用，例如提供候選微衛(wèi)星標(biāo)識用于很好的遺傳連鎖分析。（2001年中國上海和北京科學(xué)家發(fā)現(xiàn)遺傳性乳光牙本質(zhì)Ⅱ型基因）基因組序列對于揭示導(dǎo)致許多普通的染色體刪除綜合癥的機制同樣有幫助。在幾個實例中，再發(fā)生的刪除被發(fā)現(xiàn)，由同源體重組合在大的幾乎同一的染色體內(nèi)復(fù)制的不等交叉產(chǎn)生。例子包括在第22條染色體上的DiGeorge/velocardiofacial綜合癥區(qū)和在第7條染色體上的Williams-Beuren綜合癥的重復(fù)刪除?；蚪M序列的可用性同樣允許疾病基因的旁系同源性的快速識別，對于兩個理由是有價值的。旁系同源基因的突變可以引起相關(guān)遺傳疾病。通過基因組序列使用發(fā)現(xiàn)的一個很好的例子是色盲（完全色盲）。CNGA3基因，編碼視錐體光感受器環(huán)GMP門控通道的a亞單位，顯示在一些色盲家系中存在突變體。基因組序列的計算機檢索揭示了旁系同源基因編碼相應(yīng)的b亞單位，CNGB3（在EST數(shù)據(jù)庫中沒有出現(xiàn)）。CNGB3基因被快速認(rèn)定為是其他家系的色盲的原因。另一個例子是由早衰1和早衰2基因提供的，它們的突變可能導(dǎo)致Alzheimer疾病的的早期發(fā)生。第二個理由是旁系同源體可以提供治療敢于的機會，例子是在鐮刀狀細(xì)胞疾病或β地中海貧血的個體中試圖再次激活胚胎表達(dá)的血紅蛋白基因，它是由于β-球蛋白基因突變引起的。我們在在線人類孟德爾遺傳數(shù)據(jù)庫（OMIM）和SwissProt或TrEMBL蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫中進行了971個已知的人類疾病基因的旁系同源體的系統(tǒng)檢索。我們識別了286個潛在的旁系同源體（要求是至少50個氨基酸的匹配，在相同的染色體上一致性大于70%但小于90%，在不同的染色體上小于95%）。盡管這種分析也許識別一些假基因，89%的匹配顯示在新靶序列一個外顯子以上的同源性，意味著許多是有功能的。這種分析顯示了在計算機中快速識別疾病基因的潛能。在過去的世紀(jì)里，制藥產(chǎn)業(yè)很大程度上依賴于有限的藥物靶來開發(fā)新的治療手段。最近的綱要列舉了483個藥物靶被看作是解決了市場上的所有藥物。知道了人類的全部基因和蛋白質(zhì)將極大的擴展合適藥物靶的尋找。雖然，僅僅人類的小部分基因可以作為藥物靶，可以預(yù)測這個數(shù)目將在幾千之上，這個前景將導(dǎo)致基因組研究在藥物研究和開發(fā)中的大規(guī)模開展。一些例子可以說明這一點：⑴神經(jīng)遞質(zhì)(5-HT)通過化學(xué)門控通道介導(dǎo)快速興奮響應(yīng)。以前識別的5-HT3A受體基因產(chǎn)生功能受體，但是比在活體內(nèi)有小得多的電導(dǎo)。交叉雜交實驗和EST分析在揭示已知受體的其他同源體上都失敗了。通過對人類基因組序列草圖的低要求檢索，一個推定的同源體被識別，在一個PAC克隆中第11號染色體長臂上。同源體顯示在紋狀體、尾狀核、海馬中表達(dá)，全長cDNA隨后得到。這個編碼胺受體的基因，被命名為5-HT3B。當(dāng)與5-HT3A組合成異二聚體中，它顯示負(fù)責(zé)大電導(dǎo)神經(jīng)胺通道。假定胺途徑在精神疾病和精神分裂癥的中心作用，一個主要的新的治療靶的發(fā)現(xiàn)是相當(dāng)有興趣的。⑵半胱氨?；兹┑氖湛s和炎癥作用，先前認(rèn)為是過敏反應(yīng)的慢反映物質(zhì)（SRS-A），通過特定的受體介導(dǎo)。第二個類似的受體，CysLT2，使用老鼠EST和人類基因組序列的重組得到識別。這導(dǎo)致了與先前識別的唯一的其它受體有38%氨基酸一致性的基因的克隆。這個新的受體，顯示高的親和力和幾個白三烯的結(jié)合，映射在與過敏性哮喘有關(guān)的第13號染色體區(qū)域上。這個基因在氣道平滑肌和心臟中表達(dá)。作為白三烯途徑中抗哮喘藥物開發(fā)中一個重要的靶，新受體的發(fā)現(xiàn)有明顯的重要的作用。⑶Alzheimer疾病在老年斑中有豐富的β-淀粉樣物沉積。β-淀粉樣物由前體蛋白（APP）蛋白水解生成。有一個酶是β位APP裂開酶，是跨膜天冬氨酸蛋白酶。公共的人類基因組草圖序列計算機搜索最近識別了BACE的一個新的同源序列，編碼一個蛋白，命名為BACE2，它與BACE有52%的氨基酸序列一致性。包含兩個激活蛋白酶位點和象APP一樣，映射到第21條染色體的必須Down綜合癥區(qū)域。它提出了問題，BACE2和APP過多的拷貝是否有功于加速Down綜合癥病人的腦部β-淀粉樣物沉積。給出了這些例子，我們在基因組序列中進行系統(tǒng)的識別傳統(tǒng)藥靶蛋白質(zhì)的旁系同源體。使用的靶列表在SwissPrott數(shù)據(jù)庫中識別了603個入口，有唯一的訪問碼。一個例子是：解決了困擾研究者幾十年的一個神秘課題：苦味的分子學(xué)基礎(chǔ)。人類和其他動物對于某一種苦味有不同的響應(yīng)（響應(yīng)的多態(tài)性）。最近，研究者將這個特征映射到人類和老鼠中，然后檢索了G蛋白偶合受體的人類基因組序列草圖上的相關(guān)區(qū)域。這些研究很快導(dǎo)致了該類蛋白的新家族的發(fā)現(xiàn)，證明了它們幾乎都在味蕾表達(dá)，實驗證實了在培養(yǎng)細(xì)胞中的受體響應(yīng)特定的苦基質(zhì)。人體基因組圖譜是全人類的財產(chǎn)，這一研究成果理應(yīng)為全人類所分享、造福全人類，這是參與人類基因組工程計劃的各國科學(xué)家的共識。值得關(guān)注的是，目前在人類基因組研究領(lǐng)域，出現(xiàn)了一些私營公司爭相為其成果申請專利的現(xiàn)象。美國塞萊拉基因公司曾表示，想把一部分研究成果申請專利，有償提供給制藥公司。如：肥胖基因、支氣管哮喘基因。這類基因的新發(fā)現(xiàn)每年都有新報道。這些基因的發(fā)現(xiàn)，增進了人們對許多重要疾病機理的理解，并且推動整個醫(yī)學(xué)思想更快的從重治療轉(zhuǎn)向重預(yù)防。例如：湖南醫(yī)科大學(xué)夏家輝教授組于128發(fā)表克隆了人類神經(jīng)性高頻性耳聾的致病基因（GJB3），這是第一次在中國克隆的基因。在人類基因組計劃的推動下，涌現(xiàn)了幾門嶄新的學(xué)科。如：基因組學(xué)(genomics)和生物信息學(xué)(bioinformatics)生物技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。一批世界級的大公司紛紛把它們的重心轉(zhuǎn)向生命科學(xué)研究和生物技術(shù)產(chǎn)品。這種趨勢或潮流也不能不說和人類基因組計劃密切相關(guān)。⑴從當(dāng)前物理圖譜生成的克隆產(chǎn)生完成的序列，覆蓋基因組的常染色質(zhì)區(qū)域大于96%。大約1Gb的完成序列已經(jīng)實現(xiàn)。剩下的也已經(jīng)形成草圖，所有的克隆期望達(dá)到8～10倍的覆蓋率，大約2001年中期（99%的正確率），使用已經(jīng)建立的和日益自動化的協(xié)議。⑵檢測另外的庫來關(guān)閉gaps。使用FISH技術(shù)或其他方法來分析沒有閉合的Gaps大小。22，21條染色體用這種方式。2003年已經(jīng)完成?；蚪M序列工作框架圖（Workingdraft）：通過對染色體位置明確的BAC連續(xù)克隆系4-5倍覆蓋率的測序（在BAC克隆水平的覆蓋率不應(yīng)低于3倍），獲得基因組90%以上的序列，其錯誤率應(yīng)低于1%。工作框架圖可用于基因組結(jié)構(gòu)的認(rèn)識、基因的識別和解析、疾病基因的定位克隆，SNP的發(fā)現(xiàn)等。SNP（人與人之間的區(qū)別），草圖提供了一個理解遺傳基礎(chǔ)和人類特征進化的框架。比較其它基因組可以揭示共同的調(diào)控元件，和其他物種共享的基因的環(huán)境也許提供在個體水平之上的關(guān)于功能和調(diào)節(jié)的信息。草圖同樣是研究基因組三維壓縮到細(xì)胞核中的一個起點。這樣的壓縮可能影響到基因調(diào)控在應(yīng)用上，草圖信息可以開發(fā)新的技術(shù)，如DNA芯片、蛋白質(zhì)芯片，作為傳統(tǒng)方法的補充，目前，這樣的芯片可以包含蛋白質(zhì)家族中所有的成員，從而在特定的疾病組織中可以找到那些是活躍的。2001年2月12日，美國Celera公司與人類基因組計劃分別在《科學(xué)》和《自然》雜志上公布了人類基因組精細(xì)圖譜及其初步分析結(jié)果。政府資助的人類基因組計劃采取基因圖策略，而Celera公司采取了“鳥槍策略”。至此，兩個不同的組織使用不同的方法都實現(xiàn)了他們共同的目標(biāo)：完成對整個人類基因組的測序的工作；并且，兩者的結(jié)果驚人的相似。整個人類基因組測序工作的基本完成，為人類生命科學(xué)開辟了一個新紀(jì)元，它對生命本質(zhì)、人類進化、生物遺傳、個體差異、發(fā)病機制、疾病防治、新藥開發(fā)、健康長壽等領(lǐng)域，以及對整個生物學(xué)都具有深遠(yuǎn)的影響和重大意義，標(biāo)志著人類生命科學(xué)一個新時代的來臨。分析得知：全部人類基因組約有91Gbp，約有39000多個基因；平均的基因大小有27kbp；其中G+C含量偏低，僅占38%，而2號染色體中G+C的含量最多；到目前仍有9%的堿基對序列未被確定，19號染色體是含基因最豐富的染色體，而13號染色體含基因量最少等等（具體信息可參見cmbi特別報道：生命科學(xué)的重大進展）。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)和定位了26000多個功能基因，其中尚有42%的基因尚不知道功能，在已知基因中酶占28%，核酸酶占5%，信號傳導(dǎo)占2%，轉(zhuǎn)錄因子占0%，信號分子占2%，受體分子占3%，選擇性調(diào)節(jié)分子占2%，等。發(fā)現(xiàn)并了解這些功能基因的作用對于基因功能和新藥的篩選都具有重要的意義?；驍?shù)量少得驚人：一些研究人員曾經(jīng)預(yù)測人類約有14萬個基因，但Celera公司將人類基因總數(shù)定在6383萬到9114萬個之間，不超過40,000，只是線蟲或果蠅基因數(shù)量的兩倍，人有而鼠沒有的基因只有300個。如此少的基因數(shù)目，而能產(chǎn)生如此復(fù)雜的功能，說明基因組的大小和基因的數(shù)量在生命進化上可能不具有特別重大的意義，也說明人類的基因較其他生物體更'有效'，人類某些基因的功能和控制蛋白質(zhì)產(chǎn)生的能力與其他生物的不同。這將對我們目前的許多觀念產(chǎn)生重大的挑戰(zhàn)，它為后基因組時代中生物醫(yī)學(xué)的發(fā)展提供新的非凡的機遇。但由于基因剪切，EST數(shù)據(jù)庫的重復(fù)以及一些技術(shù)和方法上的誤差，將來亦可能人類的基因數(shù)會多于4萬。人類單核苷酸多態(tài)性的比例約為1/1250bp，不同人群僅有140萬個核苷酸差異，人與人之間99%的基因密碼是相同的。并且發(fā)現(xiàn)，來自不同人種的人比來自同一人種的人在基因上更為相似。在整個基因組序列中，人與人之間的變異僅為萬分之一，從而說明人類不同“種屬”之間并沒有本質(zhì)上的區(qū)別。人類基因組中存在“熱點”和大片"荒漠"。在染色體上有基因成簇密集分布的區(qū)域，也有大片的區(qū)域只有“無用DNA”——不包含或含有極少基因的成分?；蚪M上大約有1/4的區(qū)域沒有基因的片段。在所有的DNA中，只有1%-5%DNA能編碼蛋白，在人類基因組中98%以上序列都是所謂的“無用DNA”，分布著300多萬個長片斷重復(fù)序列。這些重復(fù)的“無用”序列，決不是無用的，它一定蘊含著人類基因的新功能和奧秘，包含著人類演化和差異的信息。經(jīng)典分子生物學(xué)認(rèn)為一個基因只能表達(dá)一種蛋白質(zhì)，而人體中存在著非常復(fù)雜繁多的蛋白質(zhì)，提示一個基因可以編碼多種蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)比基因具有更為重要的意義男性的基因突變率是女性的兩倍，而且大部分人類遺傳疾病是在Y染色體上進行的。所以，可能男性在人類的遺傳中起著更重要的作用。人類基因組中大約有200多個基因是來自于插入人類祖先基因組的細(xì)菌基因。這種插入基因在無脊椎動物是很罕見的，說明是在人類進化晚期才插入我們基因組的?？赡苁窃谖覀?nèi)祟惖拿庖叻烙到y(tǒng)建立起來前，寄生于機體中的細(xì)菌在共生過程中發(fā)生了與人類基因組的基因交換。發(fā)現(xiàn)了大約一百四十萬個單核苷酸多態(tài)性，并進行了精確的定位，初步確定了30多種致病基因。隨著進一步分析，我們不僅可以確定遺傳病、腫瘤、心血管病、糖尿病等危害人類生命健康最嚴(yán)重疾病的致病基因，尋找出個體化的防治藥物和方法，同時對進一步了解人類的進化產(chǎn)生重大的作用。人類基因組編碼的全套蛋白質(zhì)（蛋白質(zhì)組）比無脊椎動物編碼的蛋白質(zhì)組更復(fù)雜。人類和其他脊椎動物重排了已有蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)域，形成了新的結(jié)構(gòu)。也就是說人類的進化和特征不僅靠產(chǎn)生全新的蛋白質(zhì)，更重要的是要靠重排和擴展已有的蛋白質(zhì)，以實現(xiàn)蛋白質(zhì)種類和功能的多樣性。有人推測一個基因平均可以編碼2-10種蛋白質(zhì)，以適應(yīng)人類復(fù)雜的功能。模式生物：酵母（yeast）、大腸桿菌（Escherichiacoli）、果蠅（Drosophilamelanogaster）、線蟲（Caenorhabditiselegans）、小鼠（Musmusculus）、擬南芥、水稻、玉米等等其它一些模式生物的基因組計劃也都相繼完成或正在順利進行。目前基因組學(xué)的研究出現(xiàn)了幾個重心的轉(zhuǎn)移：一是將已知基因的序列與功能聯(lián)系在一起的功能基因組學(xué)研究；二是從作圖為基礎(chǔ)的基因分離轉(zhuǎn)向以序列為基礎(chǔ)的基因分離；三是從研究疾病的起因轉(zhuǎn)向探索發(fā)病機理；四是從疾病診斷轉(zhuǎn)向疾病易感性研究。在后基因組時代，如果在已完成基因組測序的物種之間進行整體的比較、分析，希望在整個基因組的規(guī)模上了解基因組和蛋白質(zhì)組的功能意義，包括基因組的表達(dá)與調(diào)控、基因組的多樣化和進化規(guī)律以及基因及其產(chǎn)物在生物體生長、發(fā)育、分化、行為、老化和治病過程中的作用機制都必須發(fā)展新的算法以充分利用超級計算機的超級計算能力。美國和英國科學(xué)家2006年5月18日在英國《自然》雜志網(wǎng)絡(luò)版上發(fā)表了人類最后一個染色體——1號染色體的基因測序。在人體全部22對常染色體中，1號染色體包含基因數(shù)量最多，達(dá)3141個，是平均水平的兩倍，共有超過23億個堿基對，破譯難度也最大。一個由150名英國和美國科學(xué)家組成的團隊歷時10年，才完成了1號染色體的測序工作?？茖W(xué)家不止一次宣布人類基因組計劃完工，但推出的均不是全本，這一次殺青的“生命之書”更為精確，覆蓋了人類基因組的99．99%。解讀人體基因密碼的“生命之書”宣告完成，歷時16年的人類基因組計劃書寫完了最后一個章節(jié)。人類基因組計劃中還包括若干個模式生物體基因組計劃，中國重點支持的水稻基因組研究計劃亦可劃入這一范疇。模式生物體一直就是生命科學(xué)領(lǐng)域研究的基本模型，加之它們與人類相比基因組結(jié)構(gòu)簡單、單位DNA長度上基因密度高，易于基因的識別，而且從低等至高等的各個模式生物是研究基因分子進化的絕佳材料。各模式生物體之間的比較性研究將有助于人類基因的結(jié)構(gòu)與功能的闡明。對于在整體水平研究基因的功能，模式生物體更有著無法取代的地位。中國的基因組研究工作起步較晚，而且是基礎(chǔ)差、底子薄、資金少，與國際上這幾年HGP的驚人速度相比，中間的差距很大，并且這種差距有進一步加大的可能。中國生命科學(xué)界應(yīng)在如下幾個方面共同努力：⒈盡快收集和利用中國寶貴的多民族基因組資源和遺傳病家系材料，并阻止這些資源盲目流向國外。⒉集中人力、物力和財力，建立互相配套的、集分子遺傳學(xué)、自動化技術(shù)和信息技術(shù)為一體的中心，才能卓有成效地開展工作。⒊根據(jù)中國國情和原有工作基礎(chǔ)，做到有所為有所不為，走“短平快”和出奇制勝的道路，直接楔入基因組研究中最為關(guān)鍵的部分－基因識別，如走“cDNA計劃”道路，盡可能地克隆一大批新基因，在人類8萬～10萬個基因中占有一定的份額。同時，由于基因組DNA測序是一項勞動和技能密集性工作，如能引進技術(shù)，培訓(xùn)一支高水平的技術(shù)隊伍，完全有可能將人類基因組測序的一部分工作吸引到中國。⒋充分利用國際基因數(shù)據(jù)庫中已有信息，建立生物信息技術(shù)，推進中國基因組研究工作，并在基因組轉(zhuǎn)錄順序的認(rèn)識及基因功能推測方面多做工作。歷史已將中國當(dāng)代科學(xué)家推上了人類基因組計劃這一國際合作和競爭的大舞臺，他們責(zé)無旁貸地要為供養(yǎng)自己的國家和人民負(fù)責(zé)，為21世紀(jì)中國的科學(xué)、技術(shù)和產(chǎn)業(yè)負(fù)責(zé)，唯有高瞻遠(yuǎn)矚地認(rèn)清當(dāng)前的形勢和不辭勞苦、不計得失地拼搏，才有可能在國際人類基因組計劃中占有一席之地，有著交換和分享數(shù)據(jù)的資本，共同品嘗人類基因組這一全人類的“圣餐”。中國1994年啟動HGP，現(xiàn)已完成南北方兩個漢族人群和西南、東北地區(qū)12個少數(shù)民族共733個永生細(xì)胞系的建立，為中華民族基因保存了寶貴的資源，并在多民族基因組多樣性的研究中取得了成就，在致病基因研究中有所發(fā)現(xiàn)。定名為中華民族基因組結(jié)構(gòu)和功能研究的HGP為“九五”國家最大的資助研究項目之一（700萬元），為中國在下世紀(jì)國際HGP科學(xué)的新一輪競爭中占據(jù)有利地位打好了基礎(chǔ)。1990年～1998年，人類基因組序列已完成和正在測序的共計約330Mb，占人基因組的11%左右；已識別出人類疾病相關(guān)的基因200個左右。細(xì)菌、古細(xì)菌、支原體和酵母等17種生物的全基因組的測序已經(jīng)完成。值得一提的是，企業(yè)與研究部門的攜手，將大大地促進測序工作的完成。美國的基因組研究所（TheInstituteofGenomeResearch,TIGR）與PE（Perkin-Elmar）公司合作建立新公司，三年內(nèi)投資2億美元，預(yù)計于2002年完成全序列的測定。這一進度將比美國政府資助的HGP的預(yù)定目標(biāo)提前三年。美國加州的一家遺傳學(xué)數(shù)據(jù)公司（Incyte）宣布（1998年），兩年內(nèi)測定基因組中的蛋白質(zhì)編碼序列以及密碼子中的單核苷酸的多態(tài)性，最后將繪制一幅人的10萬個基因的定位圖。與Incyte公司合作的HGS(HumanGenomeScience)公司的負(fù)責(zé)人宣稱，截至1998年8月，該公司已鑒定出10萬多個基因(人體基因約為12萬個)，并且得到了95%以上基因的EST(expressedsequencetag)或其部分序列。1998年9月14日美國國家人類基因組計劃研究所（NHGRI）和美國能源部基因組研究計劃的負(fù)責(zé)人在一次咨詢會議上宣布，美國政府資助的人類基因組計劃將于2001年完成大部分蛋白質(zhì)編碼區(qū)的測序，約占基因組的三分之一，測序的差錯率不超過萬分之一。同時還要完成一幅“工作草圖”，至少覆蓋基因組的90%，差錯率為百分之一。2003年完成基因組測序，差錯率為萬分之一。這一時間表顯示，計劃將比開始的目標(biāo)提前兩年完成。人類基因組計劃的直接動因是要解決包括腫瘤在內(nèi)的人類疾病的分子遺傳學(xué)問題。6000多個單基因遺傳病和多種大面積危害人類健康的多基因遺傳病的致病基因及相關(guān)基因，代表了對人類基因中結(jié)構(gòu)和功能完整性至